JP2999051B2 - 混合ガス分離装置 - Google Patents
混合ガス分離装置Info
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- JP2999051B2 JP2999051B2 JP4021272A JP2127292A JP2999051B2 JP 2999051 B2 JP2999051 B2 JP 2999051B2 JP 4021272 A JP4021272 A JP 4021272A JP 2127292 A JP2127292 A JP 2127292A JP 2999051 B2 JP2999051 B2 JP 2999051B2
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- port
- valve
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- groove
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精錬・製鋼、富化酸素
燃焼、上・下水殺菌・浄化、パルプ漂白等に用いられる
混合ガス分離装置に関する。
燃焼、上・下水殺菌・浄化、パルプ漂白等に用いられる
混合ガス分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸着剤への吸着ガス量のガス圧力依存特
性を利用して、ガス濃縮ないしは分離を行なうＰＳＡ
（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ）装置においては、図８のガスフローダイヤグラムが
示すように、原料ガス供給ポンプ０１、ガス排出真空ポ
ンプ０２、吸着塔０３、製品タンク０４間で、昇圧，製
造，放出，吸着，塔間均圧等のプロセスが必要であり、
従来のそのシーケンスコントロールは、電磁弁制御型エ
アシリンダ駆動バルブ０５等によって行なわれて来た。
性を利用して、ガス濃縮ないしは分離を行なうＰＳＡ
（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ）装置においては、図８のガスフローダイヤグラムが
示すように、原料ガス供給ポンプ０１、ガス排出真空ポ
ンプ０２、吸着塔０３、製品タンク０４間で、昇圧，製
造，放出，吸着，塔間均圧等のプロセスが必要であり、
従来のそのシーケンスコントロールは、電磁弁制御型エ
アシリンダ駆動バルブ０５等によって行なわれて来た。
【０００３】そのシステムダイヤグラムを図９に示す。
パイロット弁である電磁弁０５１からの制御用エアはシ
リンダ駆動部０５２へ導かれ、ピストンに直線運動を与
える。次に、ピンを介してパラアーム０５３に伝達され
たトルクによって原料ガスライン中の弁の開閉が行なわ
れる。
パイロット弁である電磁弁０５１からの制御用エアはシ
リンダ駆動部０５２へ導かれ、ピストンに直線運動を与
える。次に、ピンを介してパラアーム０５３に伝達され
たトルクによって原料ガスライン中の弁の開閉が行なわ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には次
のような問題点がある。 （１）コントローラ０６付き電磁弁と高圧エア源０７を
もつ駆動シリンダ０５から成る複雑なシステムが必要で
あり、且つ、エア消費量も無視出来ない。 （２）各塔０３ａ，ｂ，ｃ毎に、原料ガスの供給、吸着
ガスの吸引、あるいは均圧ライン０８及び製品ガスの再
循環圧縮機あるいはホルダへの移送，吸着塔上下部接続
のため、シーケンス制御用に、多数の独立したバルブ０
５ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が必要となる。
のような問題点がある。 （１）コントローラ０６付き電磁弁と高圧エア源０７を
もつ駆動シリンダ０５から成る複雑なシステムが必要で
あり、且つ、エア消費量も無視出来ない。 （２）各塔０３ａ，ｂ，ｃ毎に、原料ガスの供給、吸着
ガスの吸引、あるいは均圧ライン０８及び製品ガスの再
循環圧縮機あるいはホルダへの移送，吸着塔上下部接続
のため、シーケンス制御用に、多数の独立したバルブ０
５ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が必要となる。
【０００５】本発明は、多数の電磁弁及びエアシリンダ
駆動バルブ及び空気源等を必要としない構造の簡単な、
圧力変動を利用した混合ガス分離装置を提供することを
目的とするものである。
駆動バルブ及び空気源等を必要としない構造の簡単な、
圧力変動を利用した混合ガス分離装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以下に述べるような構成
を有する３個１組のモータ駆動ロータリ制御バルブを設
置する。各々のロータル弁円周上に部分溝を設け、その
角度を第１バルブは加圧・吸着行程、第２バルブは製造
行程、第３バルブは減圧・再生行程に対応するように設
定・加圧する。
を有する３個１組のモータ駆動ロータリ制御バルブを設
置する。各々のロータル弁円周上に部分溝を設け、その
角度を第１バルブは加圧・吸着行程、第２バルブは製造
行程、第３バルブは減圧・再生行程に対応するように設
定・加圧する。
【０００７】さらに、各々のロータリ弁円周上に、もう
一本全周溝を設け、それは部分溝と連絡通路で連結した
構造とする。
一本全周溝を設け、それは部分溝と連絡通路で連結した
構造とする。
【０００８】
【作用】第１バルブの部分溝は、原料供給用コンプレッ
サに接続するバルブポートに連通し、第２バルブ部分溝
は、製品タンクと接続するバルブポートに連通し、第３
バルブの部分溝は、排気・再生用真空ポンプへ接続する
バルブポートに連通する。更に、全バルブに関し、それ
等の全周溝は吸着塔に接続するバルブポートに連通す
る。
サに接続するバルブポートに連通し、第２バルブ部分溝
は、製品タンクと接続するバルブポートに連通し、第３
バルブの部分溝は、排気・再生用真空ポンプへ接続する
バルブポートに連通する。更に、全バルブに関し、それ
等の全周溝は吸着塔に接続するバルブポートに連通す
る。
【０００９】これ等３個のバルブを１本の軸で連結し、
単に駆動モータで回転させることにより、ＰＳＡ運転サ
イクルに合致させるように、コントロールすることが出
来る。
単に駆動モータで回転させることにより、ＰＳＡ運転サ
イクルに合致させるように、コントロールすることが出
来る。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図１乃至図７について説明
する。図１は２塔式ＰＳＡ設備における本発明の実施例
のガスフローダイヤグラムである。本装置は、それぞれ
バルブボディ１ａ，１ｂ，１ｃとシート２ａ，２ｂ，２
ｃとから成る３個のロータリバルブ１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ及び駆動用モータ３を合わせた制御弁１００、ブロ
ア４、真空ポンプ５、第１吸着塔６、第２吸着塔７、製
品タンク８より構成される。
する。図１は２塔式ＰＳＡ設備における本発明の実施例
のガスフローダイヤグラムである。本装置は、それぞれ
バルブボディ１ａ，１ｂ，１ｃとシート２ａ，２ｂ，２
ｃとから成る３個のロータリバルブ１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ及び駆動用モータ３を合わせた制御弁１００、ブロ
ア４、真空ポンプ５、第１吸着塔６、第２吸着塔７、製
品タンク８より構成される。
【００１１】図２，図３（ロータリバルブの展開図）、
図４乃至図８（ロータリバルブの組立図）が示すよう
に、、コーン状バルブボディ１の外周に２本の円周方向
の溝が設けられている。コーン左側（大径）の溝１１は
コーン全周の約半分の角度を有する部分円周溝であり、
コーン右側（小径）の溝１２は全周溝である（図２参
照）。互の溝はバルブ中央に明けた連絡孔１３でつなが
っている。
図４乃至図８（ロータリバルブの組立図）が示すよう
に、、コーン状バルブボディ１の外周に２本の円周方向
の溝が設けられている。コーン左側（大径）の溝１１は
コーン全周の約半分の角度を有する部分円周溝であり、
コーン右側（小径）の溝１２は全周溝である（図２参
照）。互の溝はバルブ中央に明けた連絡孔１３でつなが
っている。
【００１２】一方、バルブボディに対向するハウジング
側のシート２には、コーン左側（大径）の溝に対し、１
８０°対称位置にポート２１及び２２が設けられており
（図３参照）、コーン上の溝はいずれか一方のポートと
オーバラップしている。また、ポート２１，２２は夫々
第１吸着塔６または第２吸着塔７に接続している。コー
ン右側（小径）の全周溝１２はハウジング側のシート上
にあるポート２３と常にオーバラップしており、さらに
ポート２３はブロア４に接続している。
側のシート２には、コーン左側（大径）の溝に対し、１
８０°対称位置にポート２１及び２２が設けられており
（図３参照）、コーン上の溝はいずれか一方のポートと
オーバラップしている。また、ポート２１，２２は夫々
第１吸着塔６または第２吸着塔７に接続している。コー
ン右側（小径）の全周溝１２はハウジング側のシート上
にあるポート２３と常にオーバラップしており、さらに
ポート２３はブロア４に接続している。
【００１３】ロータリバルブグループは第１〜３段の３
個のロータリバルブ１０ａ，１０ｂ，１０ｃより成り立
つ。第１段目のロータリバルブ１０ａの構造は、上述の
図３に示す通りである。第２段目のロータリバルブ１０
ｂも第１段目のロータリバルブ１０ａと全く同一形状で
位相も合わせてある。但し、ポート２３が製品タンク８
へ接続している点が異なるだけである。
個のロータリバルブ１０ａ，１０ｂ，１０ｃより成り立
つ。第１段目のロータリバルブ１０ａの構造は、上述の
図３に示す通りである。第２段目のロータリバルブ１０
ｂも第１段目のロータリバルブ１０ａと全く同一形状で
位相も合わせてある。但し、ポート２３が製品タンク８
へ接続している点が異なるだけである。
【００１４】第３段目のロータリバルブ１０ｃも前二者
と同一形状を有するが、図２が示すように、位相が１８
０°ずれている点及びポートＢが真空ポンプ５へ接続し
ている点が異なる。図１に示す各段のバルブ開閉状態と
バルブ回転角の関連図とから判かるように、θ＝−１８
０°〜０°間では、第１吸着塔６で製品酸素が製造さ
れ、第２吸着塔７は再生行程にある。θ＝０°〜１８０
°の間では、逆に第２吸着塔７を介して酸素製造が行な
われ、第１吸着塔６は再生行程に移行する。それ故、こ
のシーケンスサイクルに従がい、常時製品酸素が生成さ
れることになる。
と同一形状を有するが、図２が示すように、位相が１８
０°ずれている点及びポートＢが真空ポンプ５へ接続し
ている点が異なる。図１に示す各段のバルブ開閉状態と
バルブ回転角の関連図とから判かるように、θ＝−１８
０°〜０°間では、第１吸着塔６で製品酸素が製造さ
れ、第２吸着塔７は再生行程にある。θ＝０°〜１８０
°の間では、逆に第２吸着塔７を介して酸素製造が行な
われ、第１吸着塔６は再生行程に移行する。それ故、こ
のシーケンスサイクルに従がい、常時製品酸素が生成さ
れることになる。
【００１５】上述の実施例は、円錐形状のバルブボディ
を使用した場合であるが、円筒形状のバルブボディにつ
いても円周上に、同様な部分円周溝及び全周溝を設ける
ことにより制御可能である。また、３個１組のロータリ
バルブグループを同軸上にシリーズに連結し駆動するこ
とにより、多数の吸着塔（塔の数：４，６，８基）も制
御可能となる。
を使用した場合であるが、円筒形状のバルブボディにつ
いても円周上に、同様な部分円周溝及び全周溝を設ける
ことにより制御可能である。また、３個１組のロータリ
バルブグループを同軸上にシリーズに連結し駆動するこ
とにより、多数の吸着塔（塔の数：４，６，８基）も制
御可能となる。
【００１６】
【発明の効果】本発明による混合ガス分離装置は、外周
面に部分円周溝及び全周溝を有し、内部に前記両方の溝
を連通させる連絡孔を有するバルブボディと、前記バル
ブボディを気密に囲繞し各溝に開口するポートを有する
シートとからなる３個のロータリバルブを、一体的に回
転するように連結し、第１のロータリバルブの部分円周
溝に開口するポートを吸着塔に連通させ、全周溝に開口
するポートをガス供給ブロアに連通させ、第２のロータ
リバルブの部分円周溝に開口するポートを吸着塔に連通
させ、全周溝に開口するポートを製品タンクに連通さ
せ、第３のロータリバルブの部分円周溝に開口するポー
トを吸着塔に連通させ、全周溝に開口するポートをガス
排出用真空ポンプに連通させたことにより、次の効果を
有する。 （１）ＰＳＡの吸着，製造，再生の各行程を、一体的に
回転するロータリバルブにより制御することができ、従
来型ＰＳＡに対し、次のような効果がもたらされる。 （２）電磁弁制御に必要であったコントローラ，駆動シ
リンダ用の圧力空気源等が不要となり、部品点数の減
少，システムの簡素化が可能となる。 （３）さらに、サイクルタイムの短縮が図れ、吸着塔の
小型化ひいてはＰＳＡ装置全体の小型化を達成できる。 （４）その結果、信頼性の向上，保守性の向上，設備費
の低減等が可能になる。
面に部分円周溝及び全周溝を有し、内部に前記両方の溝
を連通させる連絡孔を有するバルブボディと、前記バル
ブボディを気密に囲繞し各溝に開口するポートを有する
シートとからなる３個のロータリバルブを、一体的に回
転するように連結し、第１のロータリバルブの部分円周
溝に開口するポートを吸着塔に連通させ、全周溝に開口
するポートをガス供給ブロアに連通させ、第２のロータ
リバルブの部分円周溝に開口するポートを吸着塔に連通
させ、全周溝に開口するポートを製品タンクに連通さ
せ、第３のロータリバルブの部分円周溝に開口するポー
トを吸着塔に連通させ、全周溝に開口するポートをガス
排出用真空ポンプに連通させたことにより、次の効果を
有する。 （１）ＰＳＡの吸着，製造，再生の各行程を、一体的に
回転するロータリバルブにより制御することができ、従
来型ＰＳＡに対し、次のような効果がもたらされる。 （２）電磁弁制御に必要であったコントローラ，駆動シ
リンダ用の圧力空気源等が不要となり、部品点数の減
少，システムの簡素化が可能となる。 （３）さらに、サイクルタイムの短縮が図れ、吸着塔の
小型化ひいてはＰＳＡ装置全体の小型化を達成できる。 （４）その結果、信頼性の向上，保守性の向上，設備費
の低減等が可能になる。
【図１】本発明の実施例に係るガスフローダイヤグラム
である。
である。
【図２】図１に示したロータリバルブのバルブボディの
展開図である。
展開図である。
【図３】図２に対応するシートの展開図である。
【図４】図１に示したロータリバルブグループの縦断面
図である。
図である。
【図５】図４のａ−ａ断面図である。
【図６】図４のｂ−ｂ断面図である。
【図７】図４のｃ−ｃ断面図である。
【図８】従来のＰＳＡ装置におけるガスフローダイヤグ
ラムである。
ラムである。
【図９】図８における制御弁サイクルダイヤグラムであ
る。
る。
１ バルブボディ ２ シート ４ ガス供給用ブロア ５ ガス排出用 真空ポンプ ６ 第１吸着塔 ７ 第２吸着塔 ８ 製品タンク １０ ロータリバルブ １１ 部分円周溝 １２ 全周溝
Claims (1)
- 【請求項１】 外周面に部分円周溝及び全周溝を有し、
内部に前記両方の溝を連通させる連絡孔を有するバルブ
ボディと、前記バルブボディを気密に囲繞し各溝に開口
するポートを有するシートとからなる３個のロータリバ
ルブを、一体的に回転するように連結し、第１のロータ
リバルブの部分円周溝に開口するポートを吸着塔に連通
させ、全周溝に開口するポートをガス供給ブロアに連通
させ、第２のロータリバルブの部分円周溝に開口するポ
ートを吸着塔に連通させ、全周溝に開口するポートを製
品タンクに連通させ、第３のロータリバルブの部分円周
溝に開口するポートを吸着塔に連通させ、全周溝に開口
するポートをガス排出用真空ポンプに連通させたことを
特徴とする混合ガス分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021272A JP2999051B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 混合ガス分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021272A JP2999051B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 混合ガス分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212235A JPH05212235A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2999051B2 true JP2999051B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=12050484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021272A Expired - Fee Related JP2999051B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 混合ガス分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999051B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6063161A (en) * | 1996-04-24 | 2000-05-16 | Sofinoy Societte Financiere D'innovation Inc. | Flow regulated pressure swing adsorption system |
| JP7164807B2 (ja) * | 2018-08-10 | 2022-11-02 | ダイキン工業株式会社 | 濃縮ガス供給装置用のロータリー弁 |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP4021272A patent/JP2999051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05212235A (ja) | 1993-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991005 |
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